Đồ án Tìm hiểu hệ điều hành Android Wear và xây dựng giải pháp điều khiển thông minh cho các đèn chiếu sáng gia đình
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
-----------------------------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG
ĐỀ TÀI:
TÌM HIỂU HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID WEAR
VÀ XÂY DỰNG GIẢI PHÁP
ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH CHO CÁC
ĐÈN CHIẾU SÁNG GIA ĐÌNH
GVHD: ThS. Nguyễn Văn Hiệp
SVTH 1: Nguyễn Hoàng Phúc
MSSV 1: 16341020
SVTH 2: Phạm Phi Cường
MSSV 2: 16341005
Tp. Hồ Chí Minh – 1/2018
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
---------------------------------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG
ĐỀ TÀI:
TÌM HIỂU HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID WEAR
VÀ XÂY DỰNG GIẢI PHÁP
ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH CHO CÁC
ĐÈN CHIẾU SÁNG GIA ĐÌNH
GVHD: ThS. Nguyễn Văn Hiệp
SVTH 1: Nguyễn Hoàng Phúc
MSSV 1: 16341020
SVTH 2: Phạm Phi Cường
MSSV 2: 16341005
Tp. Hồ Chí Minh – 1/2018
TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
Tp. HCM, ngày 1 tháng 11 năm 2017
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Phạm Phi Cường
MSSV:
MSSV:
Mã ngành:
Mã hệ:
Lớp:
16341005
16341020
41
Nguyễn Hoàng Phúc
CNKT Điện Tử Truyền Thông
Đại học chính quy
2016
Chuyên ngành:
Hệ đào tạo:
Khóa:
3
163410A
I. TÊN ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID WEAR VÀ XÂY
DỰNG GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH CHO CÁC
ĐÈN CHIẾU SÁNG GIA ĐÌNH
II. NHIỆM VỤ
1. Các số liệu ban đầu:
- Trần Thu Hà 2013 Gi o tr nh điện tử c n Nhà Xu t n đại học quốc gi
TPHCM
- Nguyễn Văn Hiệp – Đinh Qu ng Hiệp 2014 Lập tr nh Android c n Đại
Học SPKT HCM.
2. Nội dung thực hiện:
Nhóm em sẽ tiến hành thực hiện thiết kế một ứng dụng điều khiển chạy trên điện
thoại thông minh sử dụng hệ điều hành Android và đồng hồ thông minh sử dụng hệ
điều hành Android We r để điều khiển c c đèn chiếu s ng trong gi đ nh. Ứng dụng
này cho phép điều khiển c c đèn chiếu s ng ở t cứ n i đâu thông qu sóng 3g và
wifi những n i nào có phủ 2 loại sóng này th n i đó có thể điều khiển c c đèn
chiếu s ng ở gi đ nh .
Nhóm em sẽ thiết kế c i tiến thêm về phần cứng củ đèn chiếu s ng có sẵn trên
thị trường để phù hợp với mục đích điều khiển củ nhóm em. Cụ thể là ật tắt đèn
điều chỉnh độ s ng và gi m s t được hoạt động củ đèn chiếu s ng.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:
15/9/2017
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 10/1/2018
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
ThS. Nguyễn Văn Hiệp
BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
i
TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
Tp. HCM, ngày 20 tháng 12 năm 2017
LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên 1: Phạm Phi Cường
Lớp: 163410A
Họ tên sinh viên 2: Nguyễn Hoàng Phúc
Lớp: 163410A
MSSV: 16341005
MSSV: 16341020
Tên đề tài: Tìm hiểu hệ điều hành Android Wear và xây dựng giải pháp điều khiển thông
minh cho các đèn chiếu sáng gia đình
Xác nhận
GVHD
Tuần/ngày
Nội dung
Tuần 1
Khảo sát lựa chọn các bóng đèn “Led bulb”
chiếu sáng trên thị trường.
Tuần 2
Tuần 4
Tuần 7
Tuần 8
Tuần 9
Tuần 10
Tuần 12
Tuần 14
Tuần 15
Tuần 16
Nghiên cứu tính toán thiết kế khối công suất để
giúp đèn hoạt động.
Nghiên cứu lựa chọn cơ sở dữ liệu và tạo cơ sở
dữ liệu để lưu trữ các thông tin điều khiển.
Nghiên cứu thiết kế phần mềm trên điện thoại
thông minh để điều khiển các đèn chiếu sáng.
Lập trình cho phần mềm trên điện thoại thông
minh.
Nghiên cứu thiết kế phần mềm trên đồng hồ
thông minh để điều khiển các đèn chiếu sáng.
Lập trình cho phần mềm trên đồng hồ thông
minh.
Lập trình hoạt động cho vi điều khiển của đèn.
Lắp ráp các mạch điện vào trong thiết bị đèn
chiếu sáng.
Chạy thử nghiệm điều khiển các đèn chiếu sáng
trong gia đình.
Cân chỉnh hoạt động của đèn và ứng dụng chạy
trên điện thoại & đồng hồ thông minh.
GV HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ và tên)
ii
LỜI CAM ĐOAN
Đề tài này là do nhóm chúng em tự thực hiện dựa vào một số tài liệu trước đó và
không sao chép từ tài liệu hay công trình đã có trước đó. Nếu có sao chép thì nhóm em
chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Người thực hiện đề tài
Nguyễn Hoàng Phúc
Phạm Phi Cường
iii
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể quý Thầy Cô
Khoa Điện – Điện Tử trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh.
Suốt thời gian học tại trường, Thầy Cô luôn tận tình dạy bảo, truyền đạt cho em kiến
thức, kinh nghiệm cho chuyên ngành của em theo học.
Nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Nguyễn Văn Hiệp, suốt quá
trình thực hiện đồ án, Thầy luôn theo sát, tận tình chỉ bảo cho nhóm, để nhóm có thể
hoàn thành tốt đồ án này. Hơn nữa, Thầy luôn có những chỉ bảo sát thực tế về đồ án
của nhóm đang thực hiện, để cho nhóm không những hoàn thành tốt đồ án này mà còn
có những trãi nghiệm, kinh nghiệm bổ ích cho nghề nghiệp sau này.
Em xin chân thành cảm ơn !
Người thực hiện đề tài
Nguyễn Hoàng Phúc
Phạm Phi Cường
iv
MỤC LỤC
Nhiệm vụ đồ án..............................................................Error! Bookmark not defined.
Lịch trình .......................................................................Error! Bookmark not defined.
Cam đoan.......................................................................Error! Bookmark not defined.
Lời cảm ơn.....................................................................Error! Bookmark not defined.
Mục lục..........................................................................Error! Bookmark not defined.
Liệt kê hình vẽ ...............................................................Error! Bookmark not defined.
Liệt kê bảng ...................................................................Error! Bookmark not defined.
Tóm tắt...........................................................................Error! Bookmark not defined.
Chương 1. TỔNG QUAN................................................Error! Bookmark not defined.
1.1
1.2
....................................................................... Error! Bookmark not defined.
MỤC TIÊU ............................................................................ Error! Bookmark not defined.
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ...................................Error! Bookmark not defined.
2.1
2.2
GIỚI THIỆU .......................................................................... Error! Bookmark not defined.
TỔNG QUAN V HỆ I U HÀNH ANDROID................. Error! Bookmark not defined.
Khái niệm Android......................................................... Error! Bookmark not defined.
Lịch sử phát triển ........................................................... Error! Bookmark not defined.
Ưu nhược điểm hệ điều hành Android........................... Error! Bookmark not defined.
Ổ Ệ I I .......... Error! Bookmark not defined.
n oi a ........................................................ Error! Bookmark not defined.
hôn tin cơ bản ề hệ điều h nh n oi a ........... Error! Bookmark not defined.
n ụn c a hệ điều h nh n oi a .................... Error! Bookmark not defined.
KHÁI NIỆM V CƠ SỞ DỮ LIỆU FIREBASE................... Error! Bookmark not defined.
Khái niệm....................................................................... Error! Bookmark not defined.
Lịch sử phát triển ........................................................... Error! Bookmark not defined.
Các chức năn chính c a Firebase................................. Error! Bookmark not defined.
Ưu nhược điểm Firebase................................................ Error! Bookmark not defined.
TỔNG QUAN V WIFI........................................................ Error! Bookmark not defined.
Khái niềm về wifi........................................................... Error! Bookmark not defined.
Các chuẩn c a wifi......................................................... Error! Bookmark not defined.
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.3
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.4
2.4.1
2.4.2
2.4.3
2.4.4
2.5
2.5.1
2.5.2
Chương 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ......................Error! Bookmark not defined.
3.1
3.1.1
3.1.2
SƠ Ồ TỔ Á SƠ Ồ KHỐI CỦA HỆ THỐNGError! Bookmark not defined.
Sơ đồ tổn u t c a hệ thốn điều khiển đ n thôn minhError! Bookmark not defined.
Sơ đồ hối c a hệ thống điều khiển đ n thôn minh..... Error! Bookmark not defined.
v
3.2
THIẾT KẾ È Ô MI .......................................... Error! Bookmark not defined.
Khối xử lý trung tâm...................................................... Error! Bookmark not defined.
Thiết kế khối công suất.................................................. Error! Bookmark not defined.
Khối nguồn công suất .................................................... Error! Bookmark not defined.
Khối nguồn điều khiển................................................... Error! Bookmark not defined.
Sơ đồ nguyên lý c a toàn mạch ..................................... Error! Bookmark not defined.
THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU FIREBASE DATABASE...... Error! Bookmark not defined.
THIẾT KẾ PHẦN M M CHẠY Ê IỆN THOẠI Ô MI & ỒNG HỒ
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.2.4
3.2.5
3.3
3.4
THÔNG MINH.................................................................................. Error! Bookmark not defined.
3.4.1
3.4.2
Thiết kế phần mềm chạy trên điện thoại thông minh..... Error! Bookmark not defined.
Thiết kế phần mềm chạy t ên đồng hồ thông minh........ Error! Bookmark not defined.
Chương 4. THI CÔNG HỆ THỐNG .............................Error! Bookmark not defined.
4.1
4.2
GIỚI THIỆU .......................................................................... Error! Bookmark not defined.
I CÔ ÈN LED THÔNG MINH................................ Error! Bookmark not defined.
Thi công mạch điện........................................................ Error! Bookmark not defined.
Hàn và kiểm tra mạch điện ............................................ Error! Bookmark not defined.
Lắp ráp các mạch điện o đ n thôn minh................... Error! Bookmark not defined.
Lập t nh cho đ n thôn minh........................................ Error! Bookmark not defined.
LẬP Ì C IỆN THOẠI Ô MI & ỒNG HỒ THÔNG MINHError! Bookmark not def
Giới thiệu phần mềm Android Studio............................ Error! Bookmark not defined.
C i chươn t nh thực tế ên t ên điện thoại thông minhError! Bookmark not defined.
C i chươn t nh thực tế ên t ên đồng hồ thông minh .. Error! Bookmark not defined.
Chức năn c a phần mềm điều khiển t ên điện thoại & đồng hồ thông minhError! Bookmark not defin
VIẾT TÀI LIỆ ƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC... Error! Bookmark not defined.
Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng..................................... Error! Bookmark not defined.
Quy trình thao tác........................................................... Error! Bookmark not defined.
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.2.4
4.3
4.3.1
4.3.2
4.3.3
4.3.4
4.4
4.4.1
4.4.2
Chương 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ ........Error! Bookmark not defined.
5.1
KẾT QUẢ Ạ ƯỢC ........................................................ Error! Bookmark not defined.
Thiết bị đ n thôn minh................................................. Error! Bookmark not defined.
Database Firebase .......................................................... Error! Bookmark not defined.
Phần mềm điều khiển t ên điện thoại & đồng hồ thông minhError! Bookmark not defined.
Một số hình ảnh kết quả đạt được c a đề tài.................. Error! Bookmark not defined.
NHẬ XÉ Á IÁ....................................................... Error! Bookmark not defined.
Thiết bị đ n thôn minh................................................. Error! Bookmark not defined.
Phần mềm điều khiển trên điện thoại thông minh.......... Error! Bookmark not defined.
Phần mềm điều khiển t ên đồng hồ thông minh ............ Error! Bookmark not defined.
5.1.1
5.1.2
5.1.3
5.1.4
5.2
5.2.1
5.2.3
5.2.4
vi
Chương 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ..Error! Bookmark not defined.
6.1
KẾT LUẬN............................................................................ Error! Bookmark not defined.
Thiết bị đèn thông minh................................................. Error! Bookmark not defined.
Database Firebase .......................................................... Error! Bookmark not defined.
Phần mềm điều khiển t ên điện thoại & đồng hồ thông minhError! Bookmark not defined.
ƯỚNG PHÁT TRIỂN......................................................... Error! Bookmark not defined.
Thiết bị đ n thôn minh................................................. Error! Bookmark not defined.
Database Firebase .......................................................... Error! Bookmark not defined.
Phần mềm t ên điện thoại thôn minh đồng hồ thông minh.Error! Bookmark not defined.
6.1.1
6.1.2
6.1.3
6.2
6.2.1
6.2.2
6.2.3
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................Error! Bookmark not defined.
PHỤ LỤC .........................................................................Error! Bookmark not defined.
vii
LIỆT KÊ HÌNH VẼ
Hình
Trang
Hình 2.1. Các phiên bản hệ điều hành Android qua các lần nâng cấpError! Bookmark not defined.
Hình ồn hồ chạy n oi a .........................Error! Bookmark not defined.
nh nh ảnh n oi a ..........................Error! Bookmark not defined.
nh n ụn độc ập ẽ i p thiết bị đa năn hơnError! Bookmark not defined.
nh M n h nh ẽ c nhiều thôn tin hơn nhờ h t ợ ứn ụn c a bên thứ Error! Bookmark n
Hình h o i ức h ..........................................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.9. ng dụng rộng lớn c a FIREBASE..............Error! Bookmark not defined.
nh 1 Sơ đồ tổng quát c a hệ thốn điều khiển đ n thôn minhError! Bookmark not defined.
nh Sơ đồ khối thiết bị đ n t on ia đ nh ...........Error! Bookmark not defined.
Hình 3.3. Modul thu phát wifi ESP8266 NodeMCU Mini D1Error! Bookmark not defined.
nh Sơ đồ nguyên lý modul xử lý trung tâm ESP8266 NodeMCU Mini D1Error! Bookmark n
nh 5 Sơ đồ nguyên lý mạch công suất...................Error! Bookmark not defined.
Hình Sơ đồ nguyên lý khối nguồn công suất..........Error! Bookmark not defined.
Hình 3.7. Mạch nguồn điều khiển .................................Error! Bookmark not defined.
nh 8 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch trong thiết bị đ nError! Bookmark not defined.
nh 9 Cơ ở dữ liệu Firebase theo dạng cây Json....Error! Bookmark not defined.
Hình 3.10. Giao diện điều khiển t ên điện thoại............Error! Bookmark not defined.
Hình 3.11. Giao diện điều khiển t ên đồng hồ ..............Error! Bookmark not defined.
nh 1 Sơ đồ mạch in lớp t ên ưới mạch điện công suấtError! Bookmark not defined.
nh Sơ đồ bố trí linh kiện trên mạch điện công suấtError! Bookmark not defined.
Hình 4.3. Mạch nguồn công suất...................................Error! Bookmark not defined.
Hình 4.4. Mạch nguồn điều khiển .................................Error! Bookmark not defined.
Hình 4.5. Lớp trên mạch công suất ...............................Error! Bookmark not defined.
Hình 4.6. Lớp ưới mạch công suất ..............................Error! Bookmark not defined.
nh Côn đoạn thực hiện lắp p bước 1..............Error! Bookmark not defined.
nh 8 Côn đoạn thực hiện lắp p bước 2..............Error! Bookmark not defined.
nh 9 Côn đoạn thực hiện lắp p bước 3 mạch xử lý trung tâm ESP8266Error! Bookmark not
Hình 1 Côn đoạn thực hiện lắp p bước 5............Error! Bookmark not defined.
viii
nh 11 Côn đoạn thực hiện lắp p bước 6............Error! Bookmark not defined.
nh 1 Lưu đồ giải thuật chươn t nh chính c a ESP8266 NodeMCU Mini D1Error! Bookmar
nh 1 Lưu đồ giải thuật c a chươn t nh con “CaiWifiChoDen”Error! Bookmark not defined
Hình 4.14. Lưu đồ giải thuật c a chươn t nh con “ oc u i u a i u hi n”Error! Bookmark no
Hình 4.15. Giao diện phần mềm Arduino IDE khi hoạt độngError! Bookmark not defined.
Hình 4.16. Kiểm tra các thiết bị ngoại vi mạch nạp kết nối vào máy tínhError! Bookmark not defin
Hình 4.17. Lựa chọn C M tươn ứng với thiết bị mạch nạpError! Bookmark not defined.
nh 18 ường dẫn để c i i thư iện lập trình cho Modul wifi ESP8266
NodeMCU Mini D1.......................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 4.19. Tiến h nh c i đặt i thư iện cho ESP8266 NodeMCUError! Bookmark not defined.
Hình 4.20. Thiết lập thông số cho ESP8266 NodeMCU trên Arduino IDEError! Bookmark not def
Hình 4.21. Lập trình một chươn t nh cho i điều khiển ESP8266 NodeMCUError! Bookmark not
Hình 4.22. Tạo ùn cơ ở dữ liệu mới.........................Error! Bookmark not defined.
Hình 4.23. Nhập thôn tin để tạo ra vùng dữ liệu mới..Error! Bookmark not defined.
nh ùn cơ ở dữ liệu để sử dụng....................Error! Bookmark not defined.
nh 5 hay đổi cấp quyền đọc ghi dữ liệu ............Error! Bookmark not defined.
Hình 4.26. Download file h trợ google.services.json từ FIREBASEError! Bookmark not defined.
nh L m th o hướng dẫn c a oo để ứng dụng kết nối với FIREBASE.Error! Bookmark
Hình 4.28. Giao diện ban đầu khi tiến h nh c i đặt Android StudioError! Bookmark not defined.
nh 9 C c điều khoản đường dẫn thư mục c a Android StudioError! Bookmark not defined
Hình 4.30. Thiết lập trình giả lập và lựa chọn thư mục Start MenuError! Bookmark not defined.
Hình 1 C i đặt thêm các thành phần và giao diện khởi độngError! Bookmark not defined.
Hình 4.32. Nhập thông tin c a project ..........................Error! Bookmark not defined.
Hình 4.33. Lựa chọn thiết bị và phiên bản Android phù hợpError! Bookmark not defined.
nh ặt tên cho “acti ity” tươn ứng.................Error! Bookmark not defined.
nh 5 Môi t ường lập trình ứng dụng Android......Error! Bookmark not defined.
nh ặt “i ” cho từn đối tượng trong Android StudioError! Bookmark not defined.
Hình 4.37. Cài ứng dụng trực tiếp từ phần mềm ên điện thoại thông minhError! Bookmark not def
Hình 4.38. Nhập thông tin c a project ..........................Error! Bookmark not defined.
Hình 4.39. Lựa chọn thiết bị và phiên bản Android Wear phù hợpError! Bookmark not defined.
nh ặt tên cho “acti ity” tươn ứng.................Error! Bookmark not defined.
nh 1 Môi t ường lập trình ứng dụng Android WearError! Bookmark not defined.
ix
nh X m địa chỉ IP c a đồng hồ thông minh.....Error! Bookmark not defined.
Hình 4.43. Vào cửa sổ comman ‘ n oi bu in b i ”Error! Bookmark not defined.
Hình 4.44. Dòng lệnh để kết nối đồng hồ thông minh với máy tínhError! Bookmark not defined.
Hình 4.45. Debugging thông qua wifi giữa m y tính đồng hồError! Bookmark not defined.
Hình 4.46. Giao diện phần mềm kết nối ifi t ên đồng hồ thông minhError! Bookmark not defined
Hình 4.47. Giao diện điều khiển thiết bị đ n t ên điện thoạiError! Bookmark not defined.
Hình 4.48. Giao diện điều khiển t ên đồng hồ thông minhError! Bookmark not defined.
Hình 4.49. Hình ảnh c a thiết bị đ n.............................Error! Bookmark not defined.
Hình 4.50. Thiết lập c i đặt thông số mạng wifi cho thiết bị đ nError! Bookmark not defined.
Hình 4.51. Giao diện điều khiển t ên điện thoại & đồng hồ thông minError! Bookmark not defined
Hình 5.1. Lớp t ên ưới mạch công suất ..................Error! Bookmark not defined.
Hình 5.2. Lắp p đầy đ các mạch điện vào thiết bị đ nError! Bookmark not defined.
Hình 5.3. Thiết bị đ n đã được lắp ráp hoàn thiện.......Error! Bookmark not defined.
Hình 5.4. Giao diện điều khiển, thiết lập thông số wifi cho thiết bị đ n c a điện thoại
& giao diện điều khiển c a đồng hồ thông minh...........Error! Bookmark not defined.
x
LIỆT KÊ BẢNG
Bảng
Trang
Bảng 3.1. Bảng thông số òn điện thoát ID theo mức áp kích cổn tươn ứngError! Bookmark n
Bảng 4.1. Danh sách các linh kiện ................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 4.2. Bảng kết quả sau quá trình kiểm tra mạch điệnError! Bookmark not defined.
Bảng 5.1. Bảng khảo sát khi ứng dụng chạy nền ..........Error! Bookmark not defined.
Bảng 5.2. Bảng khảo sát khi ứng hoạt động giao diện điều khiểnError! Bookmark not defined.
xi
TÓM TẮT
Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật công nghệ thì các thiết bị thông minh dần
dần được tạo ra để phục vụ cho cuộc sống của con người, ví dụ như là những thiết bị
thông minh trong gia đình và cụ thể hơn là những chiếc đèn chiếu sáng trong gia đình.
Điện thoại thông minh cũng như đồng hồ thông minh trong cuộc sống ngày nay
rất là phổ biến, được rất nhiều người sử dụng và dựa trên những tiện ích mà chúng
mang lại nhóm em sẽ thiết kế một phần mềm điều khiển các đèn chiếu sáng trong gia
đình, để tạo sự tiện lợi trong quá trình điều khiển các đèn chiếu sáng. Chính từ những
chiếc điện thoại thông minh và đồng hồ thông minh luôn bên cạnh chúng ta mà chúng
ta có thể điều khiển các đèn chiếu sáng trong gia đình ở bất cứ nơi đâu mà có phủ sóng
3g hoặc wifi.
Phần mềm chạy trên điện thoại thông minh và đồng hồ thông minh sử dụng hệ
điều hành Android và Android Wear có thể điều khiển đèn ở khoảng cách xa và nơi đó
có phủ sóng wifi và điện thoại hay đồng hồ chỉ cần kết nối 3g hoặc wifi bất kỳ là có
thế đều khiển được.
Khi người dùng cài đặt ứng dụng trên điện thoại và đồng hồ xong thì đã có thể
điều khiển được đèn tương ứng và không giới hạn số lượng điện thoại hay đồng hồ
điều khiển, các điện thoại và đồng hồ này sẽ được đồng bộ trạng thái dựa trên cơ sở dữ
liệu.
Phần cứng của các đèn chiếu sáng sẽ được nhóm em thiết kế cải tiến dựa trên các
đèn chiếu sáng bán trên thị trường, để phù hợp với mục đích điều khiển của nhóm.
Tuy nhiên do nhóm cũng chưa có nhiều kinh nghiệm nên không tránh khỏi
những thiếu sót trong việc thực hiện đồ án tốt nghiệp. Do đó nhóm chúng em rất mong
nhận được sự hướng dẫn và góp ý từ phía Thầy Cô và các bạn sinh viên.
Nhóm chúng em xin trân thành cảm ơn!
xii
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1 Đ T N Đ
Với xu hướng ứng dụng CNTT và IoT để xây dựng ĐH thông minh và kèm theo
sự phát triển mạnh của “IoT (internet of things)” trong cuộc cách mạng công nghiệp
lần thứ tư nên nhóm em chọn đề tài liên quan đến IoT để nhóm em có thể từ đồ án tốt
nghiệp này mà nhóm em có kinh nghiệm cho công việc trong tương lai, cụ thể hơn là
nhóm em nhận thấy trong cuộc sống của con người thì đèn chiếu sáng là rất quan trọng
và không thể thiếu, chính vì các lý do trên mà nhóm em sẽ chọn đề tài “Tìm hiểu hệ
điều hành android wear và xây dựng giải pháp điều khiển thông minh cho các đèn
chiếu sáng gia đình”.
Nhóm em sẽ thiết kế một phần mềm chạy trên điện thoại thông minh sử dụng
hệ điều hành Android và đồng hồ thông minh sử dụng hệ điều hành Android Wear để
điều khiển các đèn chiếu sáng trong gia đình, giúp người sử dụng có thể thao tác điều
khiển thật sự dễ dàng ở bất cứ nơi đâu có phủ sóng 3g hoặc wifi, giúp người sử dụng
có thể giám sát được hoạt động của các đèn chiếu sáng này để sử dụng một cách hợp
lý và nếu đi ra khỏi nhà mà quên tắt đèn thì cũng có thể giám sát điều khiển để tắt các
đèn này. Kèm theo đó là tính năng điều chỉnh độ sáng của từng đèn chiếu sáng để giúp
người sử dụng có thể điều chỉnh độ sáng phù hợp với người sử dụng nhất có thể.
Phần mềm chạy trên điện thoại thông minh và đồng hồ thông minh hỗ trợ điều
khiển 4 đèn sử dụng sóng wifi. Đề tài mà nhóm sinh viên đã làm trước đó có tên đề tài
“xây dựng giải pháp điều khiển thông minh cho các đèn chiếu sáng gia đình” đây là đề
tài tốt nghiệp của nhóm sinh viên trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, nhóm
đề tài này đã thực hiện được việc thiết kế phần cứng mạch điện trên thiết bị đèn có sẵn,
thiết kế phần mềm điều khiển chạy trên hệ điều hành Android trên điện thoại điều
khiển được hoạt động tắt mở, điều chỉnh độ sáng của đèn và thời gian tắt mở đèn trên
một thiết bị đèn qua wifi và bluetooth. Phần mềm của nhóm em hoạt động trên hệ điều
hành Android của điện thoại thông minh và Android wear của đồng hồ thông minh.
Nhóm em thay vì chỉ điều khiển đèn qua điện thoại thông minh thì sẽ tìm hiểu và điều
khiển thiết bị bằng điện thoại thông minh và đồng hồ thông minh, cài đặt một lần là có
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH
1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
thể tự kết nối với đèn sau khi hoạt động ứng dụng và điều khiển các thiết bị đèn wifi
để điều khiển các đèn này với khoảng cách xa hơn bất kỳ nơi nào có phủ sóng 3g hoặc
wifi thì đều có thể điều khiển được. Dễ dàng cài đặt thông tin của wifi kết nối(tên
mạng và mật khẩu) cho các đèn. Nhiều thiết bị điện thoại & đồng hồ thông minh có
thể điều khiển 1 hoặc nhiều thiết bị đèn sử dụng sóng wifi.
1.2 MỤC TIÊU
Nhóm em sẽ thiết kế hai phần mềm, 1 chạy trên điện thoại thông minh và 1 trên
đồng hồ thông minh sử dụng hệ điều hành Android, nhóm em sẽ tiến hành thiết kế cải
tiến lại phần cứng mạch điện để phù hợp với yêu cầu điều khiển. Phần mềm có thể
điều khiển được 2 thiết bị đèn sử dụng sóng wifi cho khoảng cách xa ở bất cứ nơi đâu
có phủ sóng 3g và wifi mà điện thoại thông minh và đồng hồ thông minh có thể thu
được. Ở các chế độ đều có hồi tiếp trạng thái của các đèn chiếu sáng, giá trị độ sáng
điều chỉnh và biết được thiết bị đó có đang hoạt động hay không và biết được chắc
chắn rằng đèn có đang sáng khi mở đèn tương ứng. Giao diện dễ dàng thao tác cho
người sử dụng và rất dễ cài đặt thông số và chỉ cần cài đặt một lần các giá trị này sẽ
được lưu vào bộ nhớ ứng dụng. Ứng dụng dễ dàng cập nhật mà không bị ảnh hưởng
đến các dữ liệu đã cài đặt trước đó.
Nhóm em nghiên cứu về hệ điều hành Android và Android Wear cũng như những
ứng dụng của hệ điều hành này. Sử dụng đồng hồ thông minh và điện thoại thông
minh để tạo nên những ứng dụng điều khiển thiết bị đèn trong gia đình.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH
2
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 GIỚI THIỆU
Theo mong muốn để tài là điều khiển được thiết bị đèn thông qua sóng wifi thì
nhóm em cần tìm hiểu những nội dung sau:
Tổng quan về hệ điều hành Android/Android Wear.
Khái niệm về cơ sở dữ liệu Firebase.
Tổng quan về wifi.
Giới thiệu tổng quan phần cứng.
2.2 TỔNG QUAN V HỆ ĐI U HÀNH ANDROID
2.2.1 Khái niệm Android
Android là một hệ điều hành có mã nguồn mở dựa trên nền tảng Linux được thiết
kết dành cho các thiết bị di động và máy tính bảng.
2.2.2 Lịch sử phát triển
Tổng công ty Android (Android, Inc.) được thành lập tại Palo Alto, California
vào tháng 10 năm 2003 bởi Andy Rubin. Vào năm 2005 Google mua lại công ty này
sau đó tới năm 2007 chính thức ra mắt hệ điều hành Android.
Từ năm 2008, hệ điều hành Android đã trải qua nhiều lần cập nhật để dần dần cải
tiến hệ điều hành, bổ sung các tính năng mới và sửa các lỗi trong những lần phát hành
trước. Mỗi bản nâng cấp được đặt tên lần lượt theo thứ tự bảng chữ cái, theo tên của
một món ăn tráng miệng.
Hình 2.1. Các phiên bản hệ điều hành Android qua các lần nâng cấp
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH
3
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.2.3 Ưu nhược điểm hệ điều hành Android
a. Ưu điểm
Thân thiện dễ sử dụng với người dùng.
Khả năng đa nhiệm chạy cùng lúc nhiều ứng dụng.
Đa dạng nhiều sản phẩm phù hợp hầu hết các thiết bị điện thoại và máy tính
bảng.
Kho ứng dụng Google Play có rất nhiều ứng dụng hay mà người dùng có thể
lựa chọn tải về sử dụng.
Là hệ điều hành có khả năng tùy biến cao người dùng có thể chỉnh sữa mà
không có sự cấm cản từ nhà sản xuất.
b. Nhược điểm
Không tự động cập nhật hệ điều hành với tất cả thiết bị, khi một hệ điều hành
mới ra mắt người dùng có thể không cập nhật được mà phải mua một thiết bị
khác có hệ điều hành đó.
Khó kiểm soát chất lượng ứng dụng khi quá nhiều ứng dụng được tải lên.
Dễ nhiễm mã độc gây hại thiết bị do tính chất nguồn mở nên không có sự kiểm
soát.
Sự phân cấp chất lượng sản phẩm lớn khi nhiều sản phẩm nổi tiếng chất lượng
như: Galaxy S7, Galaxy Note 8, Xperia Z3…, vẫn còn rất nhiều sản phẩm giá
rẻ bình thường khác.
2.3 TỔNG N HỆ ĐI H NH N I
2.3.1 n i g
Trong sự kiện Google I/O 2014 vừa qua, Google đã trình làng một loạt các sản
phẩm mới như Android L, Android TV, Android One...và đặc biệt là Android Wear –
một hệ điều hành mới toanh dành cho các thiết bị đeo mặc.
bố vào ngày 18 tháng 3, 2014, cùng với việc phát hành một bản phát triển. Các công ty
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH
4
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
cùng với thông tin chi tiết về Android Wear.
Hình 2.2. Đồng hồ chạy Android ear
2.3.2 Thông tin cơ bản ề hệ điều h nh n i
Các nhà sản xuất có thể thiết kế đồng hồ Android Wear của mình theo nhiều
kiểu dáng khác nhau, nhưng tất của chúng đều chạy các phần mềm của Google như
cùng chung một giao diện, chung tính năng tìm kiếm, thẻ thông báo Google Now, nhắc
nhở, đặt lịch, định vị, tin nhắn, tương tác với xe hơi, điều khiển bằng khẩu lệnh…
LG G Watch và Samsung Gear Live, những chiếc đồng hồ Android ear đầu
tiên, cả hai đều có bộ vi xử lý, dung lượng và bộ nhớ RAM tương tự. Chúng chỉ hơi
khác nhau về phân giải màn hình, loại màn hình hiển thị, và dung lượng pin. Ngoài ra
Gear Live cũng có một thêm tính năng đo nhịp tim. Tuy nhiên, chúng đều có cổng
Micro-USB, nhưng bộ sạc và đế cắm khác nhau.
Điều kiện để smartwatch có thể hoạt động bình thường đó là chiếc điện thoại
đang sử dụng phải chạy nền tảng Android 4.3 trở lên. Xét về mặt công nghệ, việc
tương tác phải xảy ra giữa các thiết bị cao cấp là điều đương nhiên, nhưng riêng với
Android, điều này đang gây ra không ít rào cản cho người dùng muốn sử dụng đồng hồ
thông minh. Bởi theo một báo cáo mới đây, chỉ có hơn 24% các thiết bị Android là
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH
5
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
đang chạy phiên bản 4.3 trở lên. Nhưng có một tin tốt là không giống như những
smartwatch trước đây của Samsung,có thể sử dụng Samsung Gear Live với điện thoại
LG hay Motorola hoặc Nexus.
Thông báo và tin nhắn được hiển thị một cách tự động, nhưng không có bàn
phím trên màn hình của thiết bị chạy Android ear. Để có làm được các thao tác
khác, cần phải thông qua menu hoặc nói chuyện trực tiếp với đồng hồ. Tuy nhận dạng
giọng nói của Google hoạt động thực sự tốt, nhưng không hề dễ dàng để làm cho
Android Wear hiểu tất cả mọi thứ, đặc biệt là trong không gian ồn ào.
Android ear thường đưa ra những thông tin khó hiểu và ngẫu nhiên thay vì
những thông tin liền mạch. Đôi khi sẽ nhận được tin nhắn hiện tại, vào lần khác sẽ
nhận được tiên đoán "gợi ý" về hướng đi, mặt hàng để bán, hoặc ngày sinh nhật của
bạn bè.
Nếu một cuộc gọi điện thoại đến, chỉ có thể nói chứ không thể nghe vì thiết bị
chạy Android Wear không có loa - chỉ có một microphone để nói. Hoặc có thể trả lời
cuộc gọi đó bằng điện thoại của mình hoặc sẽ phải cần đến tai nghe để nói chuyện.
Các đồng hồ Android wear hiện này sử dụng mặt hình vuông như là: Samsung
Gear Live, LG G atch , LG G atch 2…, còn nếu người dùng thích sử dụng mặt
hình tròn có thể tham khảo Moto 360, LG G atch R, LG G atch R Urban…Nhưng
xét về thẩm mỹ thì đồng hồ android wear mặt tròn đang được ưa chuộng hơn nhiều.
Một phiên bản mới của dịch vụ Google Play dành cho tất cả các thiết bị
Android đã được cập nhật. Bản Google Play 5.0 này cung cấp các ứng dụng đầu tiên
phục vụ những chiếc smartwatch chạy Android ear. Để sử dụng người dùng cần tải
về các ứng dụng Android Wear chính thức trên smartphone có kết nối với smartwatch,
sau đó cập nhật Google Play Store 5.0 để chúng cài đặt trên Wear.
Trong thiết lập mặc định cơ bản, đồng hồ chạy Android Wear có thể kéo dài
khoảng một ngày trước khi cần sạc lại. Có nghĩa là sẽ cần phải sạc pin gần như thường
xuyên như khi sạc điện thoại. Nếu muốn thời lượng pin kéo dài hơn thì nên điều chỉnh
thiết lập màn hình, độ sáng hạn chế và chỉ sử dụng những ứng dụng thật sự cần thiết.
Có lẽ đây là một điểm trừ cực lớn cho đồng hồ Android Wear .
Các menu điều khiển bằng giọng nói, các thông báo vuốt thả, các ứng dụng
cuộn-và-chạm-để-mở trên Android ear đều giống như Google Glass, ngoại trừ nó
nằm trên cổ tay. Bên cạnh đó, dù hiện nay vẫn không có thiết bị Android Wear nào hỗ
trợ camera nhưng biết đâu tương lai chúng cũng sẽ có.
Thông tin về phiên bản Android Wear mới nhất hiện nay
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH
6
Tải về để xem bản đầy đủ
92 trang
23260
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Tìm hiểu hệ điều hành Android Wear và xây dựng giải pháp điều khiển thông minh cho các đèn chiếu sáng gia đình", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_tim_hieu_he_dieu_hanh_android_wear_va_xay_dung_giai_ph.pdf
